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高温地热井井筒结垢是地热开发遇到的突出问题之一,其中涉及到复杂的水文地球化学过程.本文首先联合井筒两相流动、水-气-结垢物水文地球化学和井壁粘附模型,建立了井筒碳酸钙结垢定量评价的耦合模型.针对西藏羊八井地热田典型井开展了井口取样和分析,结果显示井筒结垢物为碳酸钙,地热流体中碳酸盐矿物过饱和,非凝结气体主要成分是CO2.利用建立的耦合模型及实测流体数据,定量评价了井筒碳酸钙的结垢位置和速率,并给出了其在井筒中的结垢形状.CO2分压对碳酸钙的析出有控制性的作用,最大结垢厚度位置发生在闪蒸面以上10～20 m位置,持续1年的开采最大结垢厚度在考虑井筒粘附动力学时为14～25 mm,假设完全粘附条件下为200 mm.流体中CO2含量越高,结垢厚度也越大. 相似文献
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我国的地热发电以及部分供暖工程出现了比较严重的结垢现象,阻碍了地热能的大规模开发利用,目前地热市场急需成熟的防垢理论和工艺。地热工程的结垢现象尤以碳酸钙结垢最为普遍,为解决碳酸钙结垢问题,本文以华北保定岩溶地热井结垢为研究对象,通过理论和实验相结合的手段研究分析了垢质成分,成垢机理,结垢位置和过程以及防垢措施。研究结果表明:(1)系统降压造成的闪蒸是碳酸钙结垢的主因,液相二氧化碳逸出到气相是碳酸钙结垢的主要驱动力;(2)根据井口参数,结合质量、动量和能量守恒以及两相流压降理论,可以模拟结垢过程,确定结垢位置以及不同深度处的压力、温度、干度和二氧化碳分压等参数;(3)闪蒸造成的碳酸钙结垢,确定了闪蒸位置和闪蒸压力后,可以通过加压和加注阻垢剂的方式进行阻垢。通过模拟计算,确定了加压防垢系统所需的最低压力,通过控制系统压力可防止闪蒸,抑制二氧化碳逸出造成的结垢。设计了阻垢工艺,研制了阻垢剂加注设备,开展了井下化学阻垢实验并评价了阻垢效果,通过加注阻垢剂可有效阻止90%以上的垢生成,论证了通过加注化学阻垢剂可以有效解决碳酸钙结垢。通过上述研究,积累了从结垢原因分析,结垢位置确定,结垢过程模拟,防垢工艺和设备研发,防垢实践到阻垢效果现场评价一整套经验,可为其他地热井碳酸钙结垢问题的解决提供参考依据。 相似文献
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羊八井地热田深、浅层热水都是Cl-Na类型,具有相同的B/Cl比值,说明深层热水在上升通道中与冷水相混合形成了浅层热水。浅层流体自西北向东南流动,温度逐渐降低。浅层热储内普遍存在着水岩交换反应,对热水的化学组成有一定的影响。石英和玉髓地热温度计分别适用于计算深、浅层的热储温度。纳木错(湖)不是羊八井地热田的补给区。深层热水在井筒内绝热汽化时不会出现SiO2结垢,CaCO3是否会在井筒壁沉淀需要放喷较长时间来检验。文中还阐述了对热水的化学组分进行监测的必要性。 相似文献
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在高温热田的井孔施工及测试实践中,通常由于高温热水在地层或井简内闪蒸汽化,形成复杂的两相流动而无法直接从单井放喷资料中计算地层参数。西藏羊八井属于高温热水型地热田,第四系热储内热液温度约介于140—155℃之间,埋藏深度大略为70—200米左右,井口闭井压力大多在2—4个大气压之间。热储流体在上述深度、温度和压力的配置下,在地层内处于单相液态,而在开发动态下则在大部分井筒上部达到饱和点而汽化,形成相对稳定的汽化面,构成双相流和单相流之间的界面。 相似文献
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辽宁清原开封沟金矿床位于华北克拉通北缘清原花岗-绿岩地体内,矿体为石英脉型,控矿构造为北东东向浑河断裂及其次级断裂.流体包裹体有气液两相、含CO2三相和纯CO2包裹体3种类型.气相成分以CO2为主.流体包裹体盐度较低,介于0.35%~19.55%（Nacl质量分数）之间,平均为6.55%.均一温度介于110~390℃之间,平均247℃,属于中温热液矿床.开封沟金矿成矿压力估算为26~91 MPa,平均61 MPa;成矿深度为2.7~8.2 km,平均5.7 km.成矿早阶段流体为富CO2的高温流体.主成矿阶段富CO2型和气液两相流体包裹体共存,发生了以CO2逸失为特征的不混溶或沸腾.成矿晚阶段主要为气液两相包裹体.稳定同位素研究结果表明矿床成矿热液来源为幔源C-H-O流体分异之后的岩浆热液.与成矿密切相关的花岗斑岩体锆石U-Pb年龄为200.1±1.5 Ma,7个点的加权平均年龄为200.2±0.84 Ma,形成于燕山早期.成矿综合研究表明,开封沟金矿床成因类型属造山型金矿. 相似文献
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地热井探测中的超高温测井技术研究 总被引：1，自引：0，他引：1
西藏当雄县羊易超高温地热井田具备了利用地热能发电的有利条件。该区钻孔井底温度最高达350℃、压力4~11 MPa,水蒸汽喷出井口达80m。针对高温高压对测井,采用井口热储防喷器防止井喷事故。利用高温高压测量仪器分别进行4次测量,即:静态测试、90m3/h蒸汽流量的动态测试、放喷8h后仪器井底静置2h后的静态测试、及再第三次静测之后2h的静态测量。对比4次测试数据发现:井底压力在第一次静态测量时最大,为3.415MPa;放喷8h后井底静止2h的静态观测最小,为3.346MPa。4次测量的井底温度相差不大,但井口温度差别较大,第3次最小,67.091℃,第4次最大,为95.307℃。数据对比表明放喷蒸汽对井内压力和温度存在一定的影响。 相似文献
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坤得气南山金矿床产出于小兴安岭-张广才岭多金属成矿带北缘,矿体赋存于光华组硅化长石砂岩、细砂岩中.金矿化包括石英-黄铁矿、石英-多金属硫化物和石英-方解石3个成矿阶段.前两个阶段矿石硅化石英细脉中的石英矿物的流体包裹体,包括气液两相包裹体、富气相包裹体和含子矿物三相包裹体3种类型,并以气液两相包裹体为主.流体包裹体的均一温度变化范围在234.8~420.5℃之间,盐度（NaCl当量质量分数）变化在2.6%~33.6%之间,可分为高温低盐度、中高温中低盐度和中高温中高盐度类.流体包裹体气相成分主要为H2O、CO2;液相成分也以H2O、CO2为主,含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+离子;子矿物主要为石盐.3类包裹体在同一矿物颗粒中同时共生发育,表明捕获流体为不均匀流体状态,显示成矿过程中存在一定程度的溶体不混溶作用.根据流体包裹体研究结果,确定矿床为浅成热液成因,而且矿床深部具有找寻斑岩型矿化的潜力. 相似文献
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地球化学温度计是估算深部热储温度的常用方法,在没有钻孔或钻孔深度未达到地热储层时被广泛使用.但是过去地球化学温度计的计算结果主要用于与井口温度进行对比,而与钻孔实测温度之间的对比研究工作相对较少,这不利于温度计计算结果的可靠性评估.为此,本文选择勘探相对成熟的华北平原冀中坳陷雄安新区的12口地热井开展工作,通过现场水温测定、钻孔地温测量、地热水采集与测试的手段,在水岩相互作用程度判定和矿物化学热力学平衡模拟基础上,利用地球化学温度计估算地热水的热储温度,对比钻孔实测温度和温度计计算结果的误差,进而给出研究区不同热储的最适温度计方法.研究结果表明：(1)研究区内井口温度<70℃时,井口温度落在热储层顶底板钻孔实际温度的区间范围内.但井口温度超过100℃时,受降温、减压、相分离、CO2脱气、SiO2沉淀等因素影响,井口温度明显低于热储层顶板温度,更低于热储层底板温度,在地球化学温度计可靠性评估时需格外注意.(2)蓟县系岩溶热储地热水未达到水岩平衡,阳离子温度计不适用,新近系砂岩热储馆陶组地热水达到部分平衡,阳离子、SiO2 相似文献
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利用自行研制的高温高压反应釜,在不同温度、压力和矿化度条件下测试CO2在地层水中的溶解度。实验结果表明:温度一定的条件下,CO2在水中的溶解度随压力的增加而增加;压力一定的条件下,CO2在水中溶解度的主要变化趋势为随温度的增加而降低,当温度大于100℃、压力在22 MPa左右时,CO2在地层水中的溶解度将发生异常,出现低压(小于22 MPa)时随温度的增加而降低,高压(大于22 MPa)时随温度的增加而略微升高;在温度压力都一定的条件下,CO2在水中的溶解度随矿化度的增加而降低。并且,在新测得的实验数据和已有的实验数据的基础上,通过修正PR-HV状态方程中的参数,建立了一个能够精确计算CO2在水中溶解度的模型;并将该模型与其他模型对比。对比结果表明,该模型计算精度最高,平均相对误差仅为2.69%。 相似文献
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基于对苏北盆地盐城组下段砂岩储层概化建立二维径向剖面模型,运用TOUGH2/ECO2N程序模拟深部咸水层中CO2迁移分布过程。采用定性(Morris法)和定量(Sobol和EFAST法)全局敏感性分析方法,以储层中注入井处的压力、气相CO2总量及CO2气相羽扩散距离作为模型响应变量,对储层的水平渗透率、孔隙度、残余液体饱和度、孔隙分布指数、压缩系数、进气压力的倒数和盐度7个参数进行全局敏感性分析,讨论了咸水层的水文地质参数、盐度及其他模型参数对CO2封存运移泄漏过程的影响。Morris和Sobol法的敏感性分析结果都表明,对于不同的响应变量,参数的敏感性排序不同：以注入井处的压力为响应变量时,孔隙度的敏感性最高;以气相CO2总量和CO2羽扩散距离为响应变量时,水平渗透率的敏感性最高。EFAST 1阶及总敏感度分析结果与Sobol分析结果基本一致,但EFAST法相对Sobol法计算更高效稳健,需要的样本数较少。 相似文献
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文章分析了高温地热储热流体的天然物理状态,求解了地热流体沿井管减压上流(水—水、汽)两相流动方程,提出了热储最高温度、开始汽化面深度、动态平衡汽化面深度、孔内汽化面上、下压力降分布和井口最大工作压力等计算方法。以中国羊八井和日本Otake热田为例给出了计算结果;借用敏感性分析指出了参数的主次和准确性要求。方法包括了一般冷地下水的情况。部分结果已为热田开发所证明。它们不但为评价热储温度、地层渗透性等创造了条件,而且为热储工程提供了重要参数。 相似文献
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基于CO2的吸附能力大于CH4的原理,向深部煤层中注入并封存CO2同时置换驱替CH4增加煤层气井产量,具有环境和经济双重效益。研究深部煤储层特征,通过气、水两相多组分,单孔和双孔模型的三维储层数值模拟技术,模拟不同井底压力下,完成注入量所需要的时间。优化后的注入施工参数为井口注入压力低于10MPa,注入速率低于47 L/min。根据数值模拟结果选定注入压力,注入结果与模拟连续注入时间一致,说明该方法可以有效地模拟注入压力和注入量之间的关系,保障CO2注入施工安全有效。 相似文献
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为了解高压条件下二氧化碳（CO2）对页岩微观孔隙结构改造及吸附行为,以四川盆地焦页6井页岩为研究对象,通过低温N2吸附和重量法等温吸附实验,研究了不同温压条件下CO2处理前后的页岩微观结构特征及CO2在页岩中的吸附行为.研究表明随处理温度升高,CO2作用后的页岩比表面积呈下降趋势,平均孔径和孔体积呈上升趋势,微孔、中孔比例减少,宏孔比例增大.CO2会改变页岩孔隙结构,改变程度与温度呈正相关关系.研究同时表明页岩对CO2的过剩吸附量随压力增大而增加直至达到最大值,后随压力增大而减小;绝对吸附量随压力增大而增加,在40 MPa之后,吸附量趋于稳定.页岩对CO2的吸附行为与温度压力有关,在高压条件下,Langmuir模型依然能较好地拟合CO2在页岩中的吸附. 相似文献
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延边杨金沟大型白钨矿矿床流体包裹体特征及成因探讨 总被引：3，自引：1，他引：2
延边杨金沟大型白钨矿矿床的成矿过程可划分为黄铁矿-毒砂阶段、石英-粗粒白钨矿阶段、石英-多金属硫化物-细粒白钨矿阶段以及碳酸盐阶段,其中,石英-粗粒白钨矿阶段为主成矿阶段。与粗粒白钨矿共生的石英中主要发育4种类型流体包裹体。Ⅰ型包裹体的气相组分主要由CO2、CH4和N2组成,均一温度为278.5～336.4℃,盐度（w(NaCl)）为3.53%～7.72%;Ⅱ型气液两相包裹体均一温度为144.7~345.9℃,多数为190～220℃,w(NaCl)为3.05%～9.34%;Ⅲ型CO2包裹体中的气相组分均为CO2,液相中尚含少量CH4等组分;Ⅳ型含CO2三相包裹体由液态CO2、气态CO2、盐水溶液三相组成,CO2相占10%～15%,完全均一化温度为301.6～305.1℃。综合地质条件及矿床特征、包裹体显微测温和成分分析结果认为：杨金沟石英脉型白钨矿矿床的成矿流体为中高温、低盐度的NaCl-H2O-CO2（-N2）体系,初始流体主要来自酸性岩浆热液,并有地层组分的加入。成矿过程中流体发生过不混溶,并对钨的富集起到了重要作用。 相似文献
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海沟金矿流体包裹体为3种类型：富CO2三相、气液两相和纯气相。流体盐度集中在7.44％～8．67％NaCleqv,8.54％～8.94％NaCleqv和9.84％～10.87％NaCleqv三个区间;流体密度为0.54～0.88 g/cm3;成矿温度主要集中在298.4℃～313.5℃和258.2℃～264.6℃。研究表明成矿早期阶段流体为低盐度、富CO2的高温流体,且富CO2型和富气相包裹体共存。成矿中晚期阶段流体盐度和温度明显降低,CO2、H2O等气体能够大量逃逸,流体体系由封闭状态转化为较开放状态,大气降水、层间水等大量进入与岩浆流体发生混合,并引起流体内金络合物的溶解度减小而直接导致金和金属矿物的沉淀和富集。成矿压力范围为110～146 MPa,成矿深度为8.7～10.1 km。通过与典型的造山型金矿特征对比,该矿床成因类型为中成造山型金矿,动力学背景为早一中侏罗世华北板块与西伯利亚板块碰撞的持续汇聚力和古太平洋板块俯冲欧亚大陆的作用力引起的远程效应联合作用的结果。 相似文献
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地下热水开采过程,井筒周围持续散热导致地热水温度降低形成了井筒温度损失。目前关于井筒温度损失的研究很少,在地热利用方案的编写过程中难以确定设计排量下的井口热水温度,致使后续井网部署及单井配产困难,配产量与实际用热需求易产生供需矛盾。该文首次建立了地热井井筒温度损失模型。借助大型有限元软件COMSOL Multiphysics,以华北油田某潜山区块实际生产数据为例,进行热采井筒温度损失影响因素分析,并分别对实际生产中雾迷山组热水井和高于庄组热水井井筒温度损失进行了预测,为下一步地热开采方案的编制提供借鉴和理论指导。 相似文献
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黑钨矿是石英脉钨矿床的主要矿石矿物,其沉淀机制一直存在争议。CO2逃逸能否造成黑钨矿有效沉淀尚缺乏定量模型的评价。文章建立了W-Fe-Cl-Na-O-C-H体系的反应平衡模型,涉及22种组分和16个化学反应;相关热力学参数来自SUPCRT数据库。模型计算结果表明,pH与流体压力呈负相关关系,而钨溶解度与流体压力呈正相关关系;当成矿流体压力从静岩压力降至静水压力水平,钨溶解度降幅可达到27%~47%,降幅与温度和深度成正比。因而,降压造成的CO2逃逸是黑钨矿沉淀的有效机制之一。 相似文献
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鄂尔多斯盆地深部咸水层二氧化碳地质储存热-水动力-力学(THM)耦合过程数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
注入CO2到深部咸水层(CO2地质储存)被认为是一种直接有效地减少CO2向大气排放的途径。CO2地质储存涉及到热、水动力和力学耦合过程,该耦合过程是预测CO2在储层中的迁移转化、评价储层储存能力和分析潜在风险的关键。基于Terzaghi固结理论,在热-水动力(TH)耦合软件TOUGH2框架中加入了力学模块,形成了新的热-水动力-力学(THM)模拟器。结合鄂尔多斯盆地CO2捕获和储存(CCS)示范工程场地的地质、水文地质条件,采用新的THM模拟器数值分析了CO2注入后地层中的温度、压力、CO2饱和度、位移和有效应力的时空变化特征。结果显示:在井口保持8 MPa和35℃情况下,能够实现10万 t/a的CO2注入量;压力上升的范围远远大于CO2运移和温度降低的范围,注入20 a后,其最大距离分别达到接近边界10 km、620 m和100 m;位移和应力变化主要与压力变化相关,注入引起最大抬升为0.14 m,在注入井附近位置储层中有效应力变化水平方向要大于垂直方向,而在远井位置相反;注入引起井附近有效应力明显减小,从而导致了孔隙度和渗透率的增大,增强了CO2注入能力。 相似文献